Ultraschalltechnik

 

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Leistungsultraschall

Systeme der Ultraschalltechnik halten vermehrt Einzug in verschiedene Bereiche der Technik. Wir entwickeln Ultraschallsysteme, wie z.B. Ultraschallmesser (Video, 10 MB), Pulvertransport- oder Zerstäubungssysteme, ganzheitlich von der Konzeptphase über die Modellbildung und Simulation bis hin zu Aufbau und Erprobung von Prototypen. Unser Beitrag umfasst die Auslegung von Konvertern, die Entwicklung von Sonotroden, das Design der elektrischen Ansteuerung, die Optimierung von Prozessen und die Integration von Ultraschalleinheiten in Gesamtsysteme. Einen besonderen Schwerpunkt bildet dabei die Entwicklung, Analyse und Optimierung von Ultraschallsystemen für die Medizintechnik. Daneben beschäftigen wir uns mit der Entwicklung von Piezomotoren und Piezotransformatoren.

Entwicklung und Optimierung von Ultraschallkonvertern

DSC07519_cutPassend zur Ihrer Aufgabenstellung entwickeln wir Ultraschallkonverter zur Schwingungsanregung. Wir verwenden zur systematischen Auslegung und Optimierung von Konvertern analytische und numerische Berechnungsmodelle wie z.B. die Finite-Element-Methode (FEM), mit der wir das elektromechanische Verhalten und die Resonanzcharakteristik (inkl. Dämpfung) von Ultraschallwerkzeugen sehr realitätsnah abbilden können. Zur Durchführung von Machbarkeitsstudien und Funktionstests bauen wir  Prototypen kurzfristig selbst auf und können dabei auf umfangreiche Erfahrung beim Vorspannen und Kleben von Ultraschallkonvertern zurückgreifen. Für reproduzierbare Ergebnisse überwachen und dokumentieren wir durch elektromechanische Messungen den Vorspannprozess beim Aufbau von Ultraschallkonvertern. Für die messtechnische Beurteilung von Prototypen oder Serienprodukten steht uns darüber hinaus eine umfassende Prüfstandsumgebung zur Verfügung. Wir führen für Ihr System simulationsbasierte Toleranzanalysen durch und analysieren das Temperaturverhalten . Passend zur Ihrer Aufgabenstellung entwickeln wir Ultraschallkonverter zur Schwingungsanregung, z.B. Hochleistungskonverter oder Hochfrequenzkonverter (bis in den einstelligen MHz-Bereich).

Analyse und Entwicklung elektrischer Ansteuerungen für Ultraschallsysteme

Zum Betrieb von Ultraschall-Werkzeugen ist neben Konverter und Sonotrode eine elektrische Ansteuerung (Ultraschall-Generator) notwendig, um das Ultraschallsystem sicher betreiben zu können. Bei neuen Systemen bedarf es in der Regel einer experimentellen Bestimmung der benötigten Prozessparameter (u.a. Frequenz, Leistung und Schwingamplitude). Wir unterstützen Sie bei der Bestimmung von optimalen Betriebsparametern und der Analyse und Optimierung bestehender Ultraschall-Generatoren durch fortschrittliche Mess- und Signalanalyseverfahren, beispielsweise zur Bestimmung von Einschwingzeiten, der Leistungsabgabe des Ultraschallsystems oder der Schwingamplitude unter Last. Zudem unterstützen wir Sie bei der Entwicklung verbesserter elektrischer Ansteuerungen für Ihre Ultraschallsysteme.

Der ATHENA Ultraschallgenerator

Der ATHENA Ultraschallgenerator (erhältlich in der Piezothek) bietet durch seine große Flexibilität hinsichtlich der Betriebsfrequenz und der Impedanz des angeschlossenen Systems die Möglichkeit eine Vielzahl unterschiedlicher Ultraschallsysteme in Resonanz zu regeln.

Technische Daten:

  • Betriebsfrequenzbereich 20 – 300 kHz
  • Ausgangsleistung bis zu 100 W (in der Basisversion, höhere Leistungen auf Anfrage)
  • Maximale Ausgangsspannung 300 VRMS

Entwicklung von Aktoren, Sensoren und Piezotransformatoren

Wir entwickeln für Sie piezoelektrische Aktor- und Sensorsysteme für Positionier- und Messaufgaben. Ob Bimorph-Biegewandler, Multilayer-Stellaktor, Piezosensor: Sprechen Sie uns an, wenn Sie Unterstützung bei der Entwicklung suchen oder auch einfach erst einmal nur Beratungsbedarf haben.
Ein Beispiel zur Analyse piezoelektrischer Sensoren finden Sie hier.

 

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